DE3605703A1 - Drive for electrical tractive units with transverse traction motor - Google Patents

Drive for electrical tractive units with transverse traction motor

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Abstract

The object of the invention is to create a new type of integrated transverse drive for traction motors with external rotor, which is compact and has a lower weight and is also easy to maintain. This is achieved by the following features: - An external rotor (1) is used with an external rotor bell (6) enclosing an internal stator (5) and driving a one-piece engine and pinion shaft (17) lying parallel to the axle (3), - the pinion shaft (17) is mounted on the A-side in the one wall of the transmission casing (21) and furthermore in a bearing wall (12) closing off the transmission casing (21) on the other side and/or a hollow cylinder (11), fixed to the bearing wall (12) and enclosing the pinion shaft (17), - the hollow cylinder (11) on the outside carries the stator (5), which is designed for liquid cooling (28, 28a) and on the inside ensures lubrication of the bearing points (for example 24) by means of the transmission oil (for example by way of an oil pipe 29), - the gas-cooled, especially air-cooled external rotor bell (6) is joined, for example bolted (18) by its inner hub (15) to a stub end (16) of the pinion shaft (17) projecting from the hollow cylinder (11). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für elektrische Triebfahrzeuge mit querliegendem Fahrmotor, wie er im Oberbegriff des Anspruches 1 näher definiert ist.The invention relates to a drive for electrical Locomotives with transverse traction motor, like him is defined in more detail in the preamble of claim 1.

Derartige Antriebe sind seit langem bekannt. Es finden dabei konventionelle Fahrmotore mit Innenläufer Verwendung.Such drives have long been known. Find it conventional traction motors with internal rotor use.

Für Motoren mit Außenläufer ist es bekannt, daß diese bezogen auf gleichen äußeren Durchmesser eine größere aktive Luftspaltfläche aufweisen als konventionelle Maschinen und damit mehr Drehmoment abgeben können. Andererseits besteht die Forderung, immer höhere Leistungen in einen vorhandenen Einbauraum unterzubringen. Ein Außenläufer-Fahrmotor ist z. B. in der Patentanmeldung P 35 15 963 vorgeschlagen worden.
For motors with external rotors, it is known that, based on the same outer diameter, they have a larger active air gap area than conventional machines and can therefore output more torque. On the other hand, there is a requirement to accommodate ever higher performance in an existing installation space. An external rotor drive motor is e.g. B. has been proposed in patent application P 35 15 963.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen integrierten Querantrieb für Fahrmotoren mit Außenläufer zu schaffen, der kompakt ist und weniger Gewicht aufweist und auch leicht zu warten ist.The object of the invention is a novel integrated To create transverse drive for traction motors with external rotor, which is compact and has less weight and is also light to wait.

Diese Aufgabe wird für eine Anordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This task is for an arrangement of the aforementioned Kind according to the invention according to the characterizing features of claim 1 solved. Further advantageous configurations can be found in the subclaims.

Durch die Erfindung wird erstmals eine interessante Alternative höherer Leistungsabgabe gegenüber herkömmlichen Querantrieben geschaffen, die außerdem sehr kompakt aufgebaut ist.The invention is an interesting alternative for the first time higher power output compared to conventional transverse drives created, which is also very compact.

Anhand von schematischen Ausführungsbeispielen gemäß der Zeichnung wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert.Using schematic embodiments according to the Drawing, the invention is explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Querantrieb Fig. 1 a transverse drive according to the invention

Fig. 2 den gleichen Querantrieb mit einer Modifikation. Fig. 2 shows the same transverse drive with a modification.

In den Fig. 1 und 2 - gleiche Bauteile sind jeweils gleichen Bezugszeichen zugeordnet - treibt ein Außenläufermotor 1 der Drehstrom-Asynchronbauart (auch andere Motorentypen sind einsetzbar) über ein Getriebe 2 und eine Radsatzwelle 3 ein Treibrad 4. Dies ist nur ein Beispiel. Genauso könnte auch eine Hohlwelle angetrieben werden oder das Getrieberad stützt sich auf eine Hohlwelle ab und treibt über Kupplungssysteme den Radsatz an. Der Motor 1 weist eine den Stator 5 topfartig umgreifende Außenläuferglocke 6 auf mit einer inneren Beblechung 7 und Kurzschlußstäben 8. Der Stator 5 ist ebenfalls geblecht. Die Wicklung ist mit 9 bezeichnet und wird über eine Armatur 10 angeschlossen. Der Stator 5 wird von einem Hohlzylinder 11 getragen, der über einen Zentrieransatz 13 einer Tragwand 12 an dieser zentriert wird und mittels Schrauben 14 von der A-Seite her (hier von links) befestigt wird. Die Außenläuferglocke 6 ist mit ihrer Innennabe 15 auf einen vorzugsweise verzahnten, aus dem Hohlzylinder 11 ragenden Stummel 16 der Ritzelwelle 17 gesteckt, die gleichzeitig Motorwelle ist. Das Ritzel selbst ist mit 19, das angetriebene Großrad mit 20 bezeichnet. Das hier einstufige Getriebe - es kann auch mehrstufige sein - ist von einem Getriebegehäuse 21 umgeben, das aus zwei Gehäusehälften besteht und auf der der A-Seite abgewandten Seite offen ist. Die Getriebegehäusehälften 21 sind an den Stellen 21 a miteinander verschraubbar. Die Teilungsfuge verläuft durch die Mittelachsen von Ritzelwelle 17 und Radsatzachse 3. Das Getriebegehäuse 21 ist im vorliegenden Fall auf der Radsatzwelle 3 gelagert (Lager 25) und über eine oder mehrere Pratzen 26 abgestützt. In der A-seitigen Wandung des Getriebegehäuses 21 ist die Ritzelwelle über ein Lager 22 gelagert. Weitere Lager sind mit 23 und 24 angegeben. Statt der hier beschriebenen Drei- Punktlagerung sind auch Zwei-Punktlagerungen, z. B. mit den Lagern 22/23 oder 22/24 denkbar, wobei die zu übertragende Leistung für die Auswahl eine Rolle spielt.In Figures 1 and 2, -. The same components same reference numerals are respectively assigned to - drives an external rotor motor 1 of the three-phase Asynchronbauart (other types of motors can be used) via a transmission 2 and a wheel set shaft 3 a drive wheel. 4 This is only an example. A hollow shaft could also be driven in the same way, or the gear wheel is supported on a hollow shaft and drives the wheel set via coupling systems. The motor 1 has an outer rotor bell 6 encompassing the stator 5 in a pot-like manner with an inner sheet 7 and short-circuit bars 8 . The stator 5 is also laminated. The winding is designated 9 and is connected via a fitting 10 . The stator 5 is carried by a hollow cylinder 11 which is centered on a supporting wall 12 by means of a centering projection 13 and is fastened by means of screws 14 from the A side (here from the left). The outer rotor bell 6 is plugged with its inner hub 15 onto a preferably toothed stub 16 of the pinion shaft 17 which projects from the hollow cylinder 11 and which is at the same time a motor shaft. The pinion itself is designated 19 , the driven large wheel with 20 . The single-stage transmission here - it can also be multi-stage - is surrounded by a transmission housing 21 , which consists of two housing halves and is open on the side facing away from the A side. The gear case halves 21 are at the points 21 a screwed together. The division joint runs through the central axes of pinion shaft 17 and axle 3 . In the present case, the gear housing 21 is mounted on the wheel set shaft 3 (bearing 25 ) and is supported by one or more claws 26 . The pinion shaft is supported by a bearing 22 in the A-side wall of the transmission housing 21 . Additional bearings are indicated at 23 and 24 . Instead of the three-point bearing described here, two-point bearings, z. B. with the bearings 22/23 or 22/24 also conceivable, with which plays a role power to be transmitted for the selection.

Die offene Seite des Getriebegehäuses 21 grenzt an die schon bekannte Tragwand 12. Über einen Zentrieransatz 27 wird das Getriebegehäuse 21 an der Tragwand 12 zentriert und mit diesem verschraubt. In einer Modifikation kann auch die Tragwand 12 geteilt sein und mit dem Getriebegehäuse 21 ein teilbares Bauteil mit gemeinsamer Teilfuge bilden. Über weitere Pratzen 26 a kann zusätzlich der Antrieb abgestützt werden. Mit 28 ist ein Kühlmittelrohr bezeichnet, das die Tragwand 12 oberhalb des Hohlzylinders 11 durchdringt und als Teil eines Kühlsystems mit Röhren 28 a den Stator 5 mit einem Kühlmedium (vorzugsweise Wasser) versorgt. Denkbar sind auch Kühlkanäle im Hohlzylinder 11. Für den Rotor reicht infolge der Außenlage und großen Oberfläche der Außenläuferglocke 6 eine Gaskühlung, d. h. hier die Luftkühlung. Ggf. kann die Oberfläche durch besondere Formgebung und Strukturierung auch noch vergrößert werden oder der Luftverwirbelung dienen. Innerhalb des Hohlzylinders 11 ist noch ein Ölrohr 29 abgebildet, das die Tragwand 12 durchdringt und Getriebeöl aus dem Inneren des Getriebegehäuses 21 auch an die entfernteren Motorlagerstellen, hier insbesondere 24, z. B. mit leichtem Gefälle heranführt. Nicht näher dargestellte untere Bohrungen in der Tragwand 12 dienen dem Ölrücklauf in das Getriebegehäuse 21.The open side of the gear housing 21 borders on the already known support wall 12 . The gear housing 21 is centered on the support wall 12 and screwed to it by means of a centering projection 27 . In a modification, the supporting wall 12 can also be divided and form a divisible component with a joint joint with the gear housing 21 . The drive can also be supported via further claws 26 a . With 28 a coolant tube is designated, which penetrates the supporting wall 12 above the hollow cylinder 11 and as part of a cooling system with tubes 28 a supplies the stator 5 with a cooling medium (preferably water). Cooling channels in the hollow cylinder 11 are also conceivable. Due to the outer layer and large surface area of the outer rotor bell 6, gas cooling is sufficient for the rotor, ie here air cooling. Possibly. the surface can also be enlarged by special shaping and structuring or serve for air turbulence. Inside the hollow cylinder 11 , an oil pipe 29 is also shown, which penetrates the supporting wall 12 and gear oil from the interior of the gear housing 21 also to the more distant engine mounting points, here in particular 24 , e.g. B. leads up with a slight slope. Lower bores (not shown in detail) in the supporting wall 12 serve for the oil return into the gear housing 21 .

Eine Demontage des Außenläufers kann durch einfaches Lösen der Schrauben 18 und Herausziehen der aufgesteckten Außenläuferglocke 6 mitsamt dem Rotorblechpaket 7 einschließlich der Kurzschlußstäbe 8 erfolgen. Auch der Stator 5 ist dann frei zugänglich.Dismantling of the outer rotor can be done by simply loosening the screws 18 and pulling out the attached outer rotor bell 6 together with the rotor laminated core 7 including the short-circuit bars 8 . The stator 5 is then also freely accessible.

Während in Fig. 1 die mittlere Lagerung in der Tragwand 12 erfolgt, kann gemäß einer Modifikation diese Lagerung auch in den Hohlkörper 11 verlegt werden, wie es z. B. Fig. 2 im strichpunktierten Bereich zeigt. Die Fig. 2 ist bis auf diese Modifikation mit der Fig. 1 gleichartig. Der Hohlkörper 11 ist in diesem Fall mit einem gestuften Lageraufnahmering 30 verschweißt und nicht aufgesteckt wie in Fig. 1, sondern in die Tragwand 12 eingepaßt. Vorteile ergeben sich u. a. in der Demontage des Gesamtmotors. Es brauchen nur noch die Schrauben 14 gelöst zu werden.While in Fig. 1 the middle storage takes place in the supporting wall 12 , according to a modification this storage can also be moved into the hollow body 11 , as it is for. B. Fig. 2 shows in the dash-dotted area. FIG. 2 is down to this modification to the Fig. 1 similar. In this case, the hollow body 11 is welded to a stepped bearing receiving ring 30 and is not fitted as in FIG. 1, but rather is fitted into the supporting wall 12 . There are advantages in the dismantling of the entire engine. Only the screws 14 need to be loosened.

Durch die Erfindung kann die gestellte Aufgabe vorteilhaft gelöst werden.The object can be advantageous by the invention be solved.

Claims (11)

1. Antrieb für elektrische Triebfahrzeuge mit querliegendem Fahrmotor, dessen Läufer eine Ritzelwelle antreibt, die in einem Getriebegehäuse gelagert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - es findet ein Außenläufermotor (1) Anwendung mit einer einen innenliegenden Stator (5) umfassenden Außenläuferglocke (6), die eine parallel zur Radsatzwelle (3) liegende einteilige Motor- und Ritzelwelle (17) treibt,
  • - die Ritzelwelle (17) ist A-seitig in der einen Wandung des Getriebegehäuses (21) und im übrigen in einer das Getriebegehäuse (21) auf der anderen Seite abschließenden Tragwand (12) und/oder einem an der Tragwand (12) befestigten, die Ritzelwelle (17) umgebenden Hohlzylinder (11) gelagert,
  • - der Hohlzylinder (11) trägt außenseitig den Stator (5), der für eine Flüssigkeitskühlung (28, 28 a) ausgelegt ist und innenseitig eine Schmierung der Lagerstellen (z. B. 24) mit dem Getreibeöl sicherstellt (z. B. über ein Ölrohr 29),
  • - die gas-, insbesondere luftgekühlte Außenläuferglocke (6) ist mit ihrer Innennabe (15) mit einem aus dem Hohlzylinder (11) ragenden Stummel (16) der Ritzelwelle (17) verbunden, z. B. verschraubt (18).
  • 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenläufermotor ein Drehstrommotor der Asynchron- oder Synchronbauart Verwendung findet.
1. Drive for electric traction vehicles with a transverse drive motor, the rotor of which drives a pinion shaft which is mounted in a gear housing, characterized by the following features:
  • - An external rotor motor ( 1 ) is used with an external rotor bell ( 6 ) comprising an internal stator ( 5 ), which drives a one-piece motor and pinion shaft ( 17 ) lying parallel to the wheelset shaft ( 3 ),
  • - The pinion shaft ( 17 ) is on the A-side in one wall of the gear housing ( 21 ) and in the other in a gear wall ( 21 ) on the other side closing support wall ( 12 ) and / or one attached to the support wall ( 12 ), the hollow cylinder ( 11 ) surrounding the pinion shaft ( 17 ),
  • - The hollow cylinder ( 11 ) carries on the outside the stator ( 5 ), which is designed for liquid cooling ( 28, 28 a ) and on the inside ensures lubrication of the bearing points (e.g. 24 ) with the driving oil (e.g. via a Oil pipe 29 ),
  • - The gas, in particular air-cooled outer rotor bell ( 6 ) is connected with its inner hub ( 15 ) with a stub ( 16 ) of the pinion shaft ( 17 ) protruding from the hollow cylinder ( 11 ), e.g. B. screwed ( 18 ).
  • 2. Drive according to claim 1, characterized in that a three-phase motor of the asynchronous or synchronous type is used as the external rotor motor.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Außenläuferglocke (6) eine die aktive Kühlfläche vergrößernde Struktur hat.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the surface of the outer rotor bell ( 6 ) has a structure which increases the active cooling surface. 4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (21) auf der der A-Seite abgewandten Seite offen ist und aus einer oberen und einer unteren Gehäusehälfte mit einer durch die Mittelachsen von Ritzelwelle (17) und Radsatzachse (3) gelegten Teilungsebene besteht und daß die offene Seite des Getreibegehäuses (21) durch Montage an die Tragwand (12) verschließbar ist.4. Drive according to claim 1, characterized in that the gear housing ( 21 ) on the side facing away from the A side is open and from an upper and a lower housing half with a through the central axes of the pinion shaft ( 17 ) and wheelset axis ( 3 ) Partition level exists and that the open side of the gear housing ( 21 ) can be closed by mounting on the supporting wall ( 12 ). 5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwand (12) für die Aufnahme eines Lagers (23) für die Ritzelwelle ausgebildet ist.5. Drive according to claim 4, characterized in that the supporting wall ( 12 ) is designed for receiving a bearing ( 23 ) for the pinion shaft. 6. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Tragwand (12) hälftig geteilt in die Teilung des Getriebegehäuses (21) mit einbezogen ist.6. Drive according to claims 1 to 5, characterized in that the supporting wall ( 12 ) divided in half into the division of the gear housing ( 21 ) is included. 7. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwand (12) bzw. deren Hälfte über einen Zentrieransatz (27) auf der dem Getriebe zugewandten Seite in das Getriebegehäuse (21) bzw. deren Hälften einpaßbar ist/sind und mit diesem/diesen verschraubt wird/werden.7. Drive according to claims 1 to 5, characterized in that the supporting wall ( 12 ) or half thereof via a centering projection ( 27 ) on the side facing the transmission in the transmission housing ( 21 ) or its halves is / are and is screwed with this / these. 8. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) auf einen Ansatz (13) auf der dem Motor zugewandten Seite der Tragwand (12) aufgesteckt und über Schrauben (14) mit der Tragwand (12) verbunden ist.8. Drive according to claim 1, characterized in that the hollow body ( 11 ) is attached to a shoulder ( 13 ) on the motor-facing side of the supporting wall ( 12 ) and is connected by screws ( 14 ) to the supporting wall ( 12 ). 9. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) auf der der Tragwand zugewandten Seite mit einem gestuften Lageraufnahmering (30) verbunden ist (31), in den einerseits das mittlere Lager (23) für die Ritzelwelle (17) angeordnet ist und über den eine Einpassung und Befestigung mittels Schrauben (14) in der Tragwand (12) erfolgt.9. Drive according to claims 1 and 7, characterized in that the hollow body ( 11 ) on the side facing the supporting wall with a stepped bearing receiving ring ( 30 ) is connected ( 31 ), in the one hand the central bearing ( 23 ) for the pinion shaft ( 17 ) is arranged and via which a fitting and fastening by means of screws ( 14 ) in the supporting wall ( 12 ). 10. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Hohlkörpers (11) ein oder mehrere Ölrohre (29) angeordnet sind, die vom Innern des Getriebegehäuses (21) durch die Tragwand (12) hindurch bis zum hinteren (B-seitigen) Motorlager (24) reichen und die Lager mit Getriebeöl versorgen.10. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that one or more oil pipes ( 29 ) are arranged within the hollow body ( 11 ), which from the inside of the gear housing ( 21 ) through the supporting wall ( 12 ) through to the rear (B- side) engine bearings ( 24 ) and supply the bearings with gear oil. 11. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Ölrohre (29) durch den Lageraufnahmering (30) hindurch bis zum hinteren Motorlager (24) geführt ist/sind.11. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the or the oil pipes ( 29 ) through the bearing receiving ring ( 30 ) through to the rear engine mount ( 24 ) is / are. 12. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Außenläuferglocke (6) mit engem Spalt bis dicht an die feststehende Tragwand (12) reicht und daß diese die gleichen Abmessungen wie die Außenläuferglocke (6) aufweist.12. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating outer rotor bell ( 6 ) with a narrow gap extends close to the fixed support wall ( 12 ) and that this has the same dimensions as the outer rotor bell ( 6 ).
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